(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に直交する方向に移動可能な補正部材を用いて、撮影範囲を変更可能な撮像装置であって、
撮影範囲の変更方向を指示する方向指示操作手段と、
第１の方向に前記補正部材を駆動する第１の駆動手段と、
前記光軸の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向に前記補正部材を駆動する第２の駆動手段と、
前記方向指示操作手段による操作指示に従って、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記方向指示操作手段により指示される方向が前記第１の方向および前記第２の方向のいずれにも一致しない場合、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動開始時刻および駆動終了時刻を一致させるとともに、前記第１の駆動手段の速度に対する前記第２の駆動手段の速度比を一定に制御し、
前記制御手段は、前記補正部材の駆動目標位置が前記第１の方向または前記第２の方向における可動限界を超える場合、前記可動限界において前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段の駆動を停止させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段の駆動中に、前記補正部材の位置が前記第１の方向または前記第２の方向における可動限界に到達した場合、前記補正部材の位置が前記第１の方向または前記第２の方向における可動限界に到達する前にメモリに一時記憶しておいた位置情報を、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段の駆動目標位置に代入することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
ズーム倍率の変更を指示するズーム操作手段と、
前記ズーム操作手段による操作指示に従って撮像倍率を変更する制御を行うズーム制御手段をさらに備え、
前記補正部材の可動範囲が、前記ズーム制御手段による前記撮像倍率の変更に伴って変化する際に、前記制御手段は、前記補正部材の位置が前記可動範囲内に入るように可動中心に向かう駆動方向を算出して前記補正部材の位置を制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記可動中心は、前記第１の方向に対応する第１軸および前記第２の方向に対応する第２軸によって形成される座標平面上での原点であり、
前記制御手段は、前記座標平面上での前記補正部材の位置と前記可動中心を結ぶ線分が前記第１軸または前記第２軸に対してなす角度を算出することにより、前記補正部材の駆動方向を算出することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記撮像倍率の変更に伴って変化する前記可動範囲に対して、前記補正部材の位置が前記第１軸または前記第２軸における可動限界を超えないように、当該可動限界の示す座標値および前記角度を用いて算出した前記補正部材の駆動目標位置に従って前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
像振れを補正するための補正部材を用いて、撮影範囲を変更可能な撮像装置にて実行される制御方法であって、
方向指示操作手段により撮影範囲の変更方向の指示を受け付けるステップと、
前記方向指示操作手段による指示に従って、前記補正部材を第１の駆動手段によって光軸に直交する第１の方向に駆動するとともに、前記補正部材を第２の駆動手段によって前記光軸の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向に駆動するステップと、
前記方向指示操作手段により指示される方向が前記第１の方向および前記第２の方向のいずれにも一致しない場合、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動開始時刻および駆動終了時刻を一致させるとともに、前記第１の駆動手段の速度に対する前記第２の駆動手段の速度比を一定に制御し、前記補正部材の駆動目標位置が前記第１の方向または前記第２の方向における可動限界を超える場合、前記可動限界において前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段の駆動を停止させるステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れ等による画像ブレを光学的に補正する機能を有する撮像装置とその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置の手振れ等が撮影画像の品位を低下させる原因となっていることに着目し、手振れ等による撮像画像のブレを補正する像ブレ補正機能を搭載した撮像装置が広く普及している。この像ブレ補正機能を撮像画像のブレ補正だけでなく、他の用途に利用する各種提案がなされている。
特許文献１に開示の撮像装置は、像ブレ補正機構を利用して、三脚を用いた撮影時にフレーミングの微調整を行う機能を提案している。この装置は、十字キーの操作に応じて上下左右方向に像ブレ補正部材を制御し、撮影領域を移動させることによってフレーミングの微調整を行う。また像ブレ補正部材は、撮像装置の光軸と垂直な平面にて、ブレ補正光学系を２つのモータを用いて駆動する構成となっており、十字キーの操作方向とモータの駆動方向が一致している。よって、ユーザによる十字キーの操作方向に応じて、２つのモータのうちで対応する方向のモータを駆動すれば、フレーミング調整が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３９９６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年ではタッチパネルが普及し、ユーザが十字キーではなく操作画面に触れることで撮像装置を操作するインタフェースが一般的になってきている。タッチパネルを用いれば、ユーザは十字キーのような上下左右の４方向のみのフレーミング調整に限定されずに、３６０度に及ぶ任意の方向へのフレーミング調整を装置に指示することができる。この場合、フレーミング調整の指示方向と、像ブレ補正機構に用いる２つのモータの各駆動方向は、必ずしも一致しないため、２つのモータを独立に制御した場合に問題が生じる。例えば、２つのモータの駆動量が異なる場合、一方のモータの駆動が他方のモータの駆動よりも早く終了すると、フレーミング調整時の撮影範囲の移動方向が途中で変わってしまい、不自然な画面移動となるおそれがある。
そこで本発明の目的は、像ブレを補正する補正機構を利用してフレーミング調整を行う撮像装置において、撮影範囲を移動させる指示方向と、補正部材の駆動手段の駆動方向が対応しない場合でも、当該指示方向に沿って撮影範囲を移動させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、光軸に直交する方向に移動可能な補正部材を用いて、撮影範囲を変更可能な撮像装置であって、撮影範囲の変更方向を指示する方向指示操作手段と、第１の方向に前記補正部材を駆動する第１の駆動手段と、前記光軸の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向に前記補正部材を駆動する第２の駆動手段と、前記方向指示操作手段による操作指示に従って、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を制御する制御手段を備える。前記制御手段は、前記方向指示操作手段により指示される方向が前記第１の方向および前記第２の方向のいずれにも一致しない場合、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の駆動開始時刻および駆動終了時刻を一致させるとともに、前記第１の駆動手段の速度に対する前記第２の駆動手段の速度比を一定に制御する。前記制御手段は、前記補正部材の駆動目標位置が前記第１の方向または前記第２の方向における可動限界を超える場合、前記可動限界において前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段の駆動を停止させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、撮影範囲を移動させる指示方向と前記第１および第２の駆動手段の駆動方向が対応しない場合でも、当該指示方向に沿って撮影範囲を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】補正光学系１２１、モータ１１０および１１７の配置例（Ａ）と、変形例（Ｂ）を示した図である。
【図３】方向指示操作部１０３の一例（Ａ）と、変形例（Ｂ）を示した図である。
【図４】図５および６と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、駆動量算出部１０５が行う処理を説明するフローチャートである。
【図５】フレーミング調整モード時の補正光学系１２１の移動について説明する図である。
【図６】ズーム倍率と補正光学系１２１の可動範囲との関係を例示したグラフである。
【図７】図８と併せて本発明の第２実施形態を説明するために、ズーム動作時の補正光学系１２１の移動について説明する図である。
【図８】駆動量算出部１０５が行う処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する撮像装置は、撮像光学系の光軸に直交する方向に移動可能な補正部材を用いて、撮影範囲を変更可能である。
図１は、本発明の実施形態に共通する撮像装置の構成例を示すブロック図である。
被写体からの入射光は撮像光学系１２０を通り、撮像装置１００の撮像面に結像する。補正部材としての補正光学系１２１は、例えばシフトレンズであり、撮像光学系１２０の光軸と垂直な平面内で移動され、撮像面への光軸の角度を変更する。補正光学系１２１の移動によって、撮像装置１００の撮像画像に生じる像ブレを光学的に補正するとともに、撮像装置１００の撮像方向を変更することができる。すなわち、光軸に直交する方向に移動可能な補正部材（シフトレンズや撮像素子）を利用したフレーミング調整が可能である。
【０００９】
撮像素子１２２は、撮像光学系１２０および補正光学系１２１を通って撮像面上に結像した光学像を光電変換し、撮像信号を出力する。信号処理部１２３は、撮像素子１２２が出力する撮像信号を信号処理し、ＮＴＳＣ方式等に従う映像信号に変換する。また信号処理部１２３は表示制御部１２６に映像信号を出力して表示デバイス１２７に画像を表示させる。信号処理部１２３は更に、記録開始や終了の指示に用いる操作部（不図示）によって映像信号の記録が指示された場合、記録制御部１２４に映像信号を出力して記録媒体１２５に記録させる。記録媒体１２５は、ハードディスク等の磁気記録媒体や半導体メモリ等の情報記録媒体である。表示制御部１２６は表示デバイス１２７を駆動し、表示デバイス１２７は液晶表示素子（ＬＣＤ）等により、文字や画像を表示する。表示制御部１２６は、記録対象とする画像以外にも、各種設定のためのメニュー情報等を表示デバイス１２７に表示させる。
【００１０】
モード切替操作部１０２は、補正光学系１２１の駆動によって像ブレ補正制御を行うか、またはユーザの操作指示に従ってフレーミング調整を行うかを選択するための操作部材を備える。以下、補正光学系１２１により像ブレ補正制御を行う状態を「像ブレ補正モード」といい、フレーミング調整を行う状態を「フレーミング調整モード」という。
撮影範囲の変更方向を指示する方向指示操作部１０３は、ユーザが行うモード切替操作部１０２の操作によって、フレーミング調整モードが設定されている場合にユーザがフレーミング調整の方向を指示するための操作部材を備える。十字キー等の操作部材や、タッチパネル上で方向を指定する方向指示操作手段、あるいはリモートコントローラ等の遠隔操作で方向を指示する方向指示操作手段等がある。ユーザが方向を指示できれば、操作方式の如何は問わない。また、ズーム操作部１２９は、ユーザが撮像光学系１２０のズーム倍率の変更を指示するための操作部材を備える。
【００１１】
モード切替操作部１０２、方向指示操作部１０３、およびズーム操作部１２９による操作情報は、制御部１０１（図１のμＣＯＭ参照）内に示すシステム制御部１０４に送信される。なお、図１には制御部１０１内でＣＰＵ（中央演算処理装置）が制御プログラムを解釈して実行することで実現される処理を機能ブロックとして示す。システム制御部１０４は、各操作部からの操作情報に応じて駆動量算出部１０５を制御する。駆動量算出部１０５は、システム制御部１０４からの情報に応じて補正光学系１２１の位置を決定し、減算器１０６および１１３にそれぞれ出力する。補正光学系１２１は２つのモータ１１０および１１７によって駆動される。両モータは、撮像光学系１２０の光軸と垂直な平面内において、補正光学系１２１を各々異なる方向へ移動させる。以下では、補正光学系１２１を当該平面内の第１の方向に移動させる動作に関し、モータ１１０を駆動する方向を第１の駆動方向という。また、補正光学系１２１を当該平面内で第１の方向と直交する第２の方向に移動させる動作に関し、モータ１１７を駆動する方向を第２の駆動方向という。
【００１２】
減算器１０６から、制御フィルタ１０７、パルス幅変調部１０８を経て、モータ駆動部１０９に至る回路はモータ１１０を制御する。位置検出部１１１からＡ／Ｄ変換器１１２を経て減算器１０６に戻る回路は、補正光学系１２１の第１の方向における位置検出を行う。これらの回路はモータ１１０を第１の駆動方向に駆動する制御を行うフィードバックループを形成している。位置検出部１１１は、補正光学系１２１の第１の駆動方向における位置を検出する。Ａ／Ｄ変換器１１２は、位置検出部１１１からの位置検出信号をデジタル信号に変換して減算器１０６に送る。減算器１０６は、駆動量算出部１０５の出力信号から位置検出信号を減算して制御フィルタ１０７に出力する。制御フィルタ１０７を通った信号はパルス幅変調部１０８に送られ、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号に変換される。モータ駆動部１０９は、パルス幅変調部１０８からのＰＷＭ信号に基づいてモータ１１０を第１の駆動方向に駆動し、補正光学系１２１を第１の方向に移動させる。
一方、減算器１１３から、制御フィルタ１１４、パルス幅変調部１１５を経て、モータ駆動部１１６に至る回路はモータ１１７を駆動する。位置検出部１１８からＡ／Ｄ変換器１１９を経て減算器１１３に戻る回路は、補正光学系１２１の第２の方向における位置検出を行う。これらの回路はモータ１１７を第２の駆動方向に駆動する制御を行うフィードバックループを形成している。なお、モータ１１７の駆動については、モータ１１０の駆動の場合と同様であるため、説明は省略する。
【００１３】
駆動量算出部１０５の動作は、モード切替操作部１０２の操作によって決定され、撮像装置１００の動作モードに応じて、以下のように動作が変更される。
まず、撮像装置１００が像ブレ補正モードに設定されている場合、駆動量算出部１０５は、図示しない角速度センサ等、撮像装置１００の手振れや揺れを検出するセンサの出力を取得する。駆動量算出部１０５は補正光学系１２１の移動量（位置制御量）を算出して、その結果を減算器１０６および１１３にそれぞれ出力する。これにより、像ブレ補正制御が行われる。
また、撮像装置１００がフレーミング調整モードに設定されている場合、駆動量算出部１０５は、方向指示操作部１０３の操作情報に基づいて、補正光学系１２１の移動量を算出し、その結果を減算器１０６および１１３にそれぞれ出力する。なお、フレーミング調整モードにおける駆動量算出部１０５の動作の詳細については後述する。
撮像倍率の変更に使用するズーム操作部１２９の操作情報は、システム制御部１０４を介してズーム制御部１３０に送信される。ズーム制御部１３０は、ズーム操作部１２９の操作情報に応じて、ズーム速度や目標ズーム位置を決定し、パルス幅変調部１３１を制御する。モータ駆動部１３２は、パルス幅変調部１３１からのＰＷＭ信号に基づいてモータ１３３を駆動し、撮像光学系１２０内の図示しない変倍光学系の位置を制御する。
【００１４】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る駆動量算出部１０５が実行する処理を詳細に説明する。
図２（Ａ）は、補正光学系１２１、モータ１１０および１１７を示す。円形で示す補正光学系１２１は、その外側に正方形で示すフレーム２００によって保持されている。フレーム２００の側面にはモータ１１０および１１７が取り付けられている。Ｘ軸およびＹ軸はモータの駆動方向をそれぞれ表しており、互いに直交している。モータ１１０は、Ｘ軸方向に補正光学系１２１を駆動し、モータ１１７はＹ軸方向に補正光学系１２１を駆動する。なお、図２（Ａ）のＸＹ平面は、撮像光学系１２０の光軸と垂直な平面であり、以下で説明する位置については２次元座標（Ｘ，Ｙ）で表すことにする。
【００１５】
図３（Ａ）は方向指示操作部１０３を例示し、タッチパネルによって構成される。長方形の外枠はタッチパネル３００の外形を示す。矢印３０１乃至３０８はタッチパネル３００上に表示され、ユーザの手指がフレーミング調整を行いたい方向の矢印に触れると、駆動量算出部１０５は、接触位置に相当する矢印の方向に撮影範囲が移動するように、補正光学系１２１の位置を制御する。矢印３０３と３０７はＸ軸に平行な方向において互いに逆向きであり、矢印３０１と３０５はＹ軸に平行な方向において互いに逆向きである。また矢印３０２と３０６は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度の角度で図３（Ａ）の右斜め上方に延びる方向において互いに逆向きである。矢印３０４と３０８は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度の角度で図３（Ａ）の左斜め上方に延びる方向において互いに逆向きである。例えば、矢印３０３または矢印３０７に示す向きへのフレーミング調整では、補正光学系１２１が図２（Ａ）のＸ軸方向にて駆動され、矢印３０１または矢印３０５に示す向きへのフレーミング調整では、補正光学系１２１が図２（Ａ）のＹ軸方向にて駆動される。なお、本例では矢印３０１乃至３０８に示す８方向への調整を可能にするユーザインタフェースを示すが、これに限定されるものではない。例えば、３６０度に及ぶ任意の方向への調整が可能な実施態様でも構わない。
【００１６】
次に図４のフローチャートを参照して、フレーミング調整モードの設定時に駆動量算出部１０５が行う処理の流れを説明する。図４に示す処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
Ｓ１００は、フレーミング調整駆動中であることを示すフラグ（MOVE_FLAGと記す）がセットされているか否かの判定処理である。MOVE_FLAGがセットされていないと判定された場合、Ｓ１０１の処理に進む。Ｓ１０１でシステム制御部１０４は、方向指示操作部１０３に対するユーザ操作を判定する。方向指示操作部１０３に対するユーザ操作とは、例えば図３（Ａ）のタッチパネル３００に表示された矢印３０１乃至３０８のいずれかを、ユーザが選んでタッチする操作のことである。Ｓ１０１で方向指示操作部１０３に対するユーザ操作が行われていないと判定された場合、処理は終了となる。またＳ１０１で方向指示操作部１０３に対するユーザ操作が行われたと判定された場合、Ｓ１０２の処理に進む。
Ｓ１０２では、補正光学系１２１を制御するために用いるカウンタの変数（Move_Countと記す）をゼロにクリアする処理が行われる。Ｓ１０３では、補正光学系１２１の現在の位置座標（X0,Y0）を変数(X_backup,Y_backup)に記憶する処理が行われる。変数(X_backup,Y_backup)は位置座標値を一時的に保存するための変数である。
【００１７】
図５（Ａ）は、フレーミング調整モードにおける補正光学系１２１の位置座標の定義を説明する図である。第１の方向に設定したＸ軸は、図２（Ａ）のＸ軸（モータ１１０の駆動方向）に対応する第１軸である。また第１軸と直交する第２の方向に設定したＹ軸は、図２（Ａ）のＹ軸（モータ１１７の駆動方向）に対応する第２軸である。第１軸および第２軸によって形成される座標平面上での原点Ｏ（0,0）は、補正光学系１２１の可動範囲の中心（可動中心）を示す。またX_LIMITとY_LIMITは、Ｘ軸方向とＹ軸方向における補正光学系１２１の可動限界をそれぞれ示す。座標(X0,Y0)は、後述のＳ１０５乃至１１０で説明する補正光学系１２１の移動制御を行う前の位置座標を示す。図３（Ａ）にて、例えばユーザのタッチ操作で矢印３０２が選択された場合、補正光学系１２１の座標は矢印３０２の方向に沿って、座標(X0,Y0)から座標(X1,Y1)に移動する。座標(X1,Y1)は移動後の位置を表しており、本例では方向指示操作部１０３に対する１回の操作で、補正光学系１２１が距離Ｌだけ移動する。また方向指示操作部１０３の指示する方向については、Ｘ軸を基準軸として指示方向を示すベクトルがなす角度θで表わすものとする。このときフレーミング調整による移動後の位置座標は、(X1,Y1)=(X0+L×cosθ,Y0+L×sinθ)となる。但し、この調整動作はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
【００１８】
図４に戻って説明を続けると、Ｓ１０３の後でＳ１０４の処理に進み、フレーミング調整の駆動中であることを示すフラグMOVE_FLAGがセットされ、処理が終了する。Ｓ１０４でMOVE_FLAGがセットされた後、次回に図４のフローチャートの処理が実行されたときには、Ｓ１００にてMOVE_FLAGがセットされていると判定され、Ｓ１０５の処理に進む。Ｓ１０５で変数Move_Countのカウントアップにより、その値に１が加算され、Ｓ１０６の処理に進んで、以下の計算式に基づいて補正光学系１２１の駆動目標位置(X2,Y2)の演算処理が実行される。
【数１】
0005455961.tif 000002
なお、COUNT_END(>0)は、変数Move_Countの上限を表す。
（式１）と（式２）に基づいて、補正光学系１２１を移動前の位置座標(X0,Y0)から、新たな座標(X1,Y1)に移動させる過程における、過渡的な動きを制御するための演算が行われる。Move_Count=0のとき、(X2,Y2)=(X0,Y0)となり、これはフレーミング調整前の座標を示す。また、Move_Count = COUNT_ENDのとき、(X2,Y2)=(X0+L×cosθ,Y0+L×sinθ)となり、フレーミング調整後の座標(X1,Y1)と一致する。”0< Move_Count <COUNT_END”の条件を満たすときには、Ｓ１０５およびＳ１０６の処理が行われる周期毎に、X2はL×cosθ/COUNT_ENDずつ変化し、Y2はL×sinθ/COUNT_ENDずつ変化していく。すなわちフレーミング調整中に補正光学系１２１が座標(X0,Y0)から座標(X1,Y1)まで移動する間、モータ１１０と１１７はともに定速駆動となる。また、モータ１１０および１１７の駆動制御ではその駆動開始時刻と駆動終了時刻が両者間で一致する。
【００１９】
Ｓ１０６の後、Ｓ１０７の処理に進む。Ｓ１０７は、Ｓ１０６で算出した補正光学系１２１の駆動目標位置(X2,Y2)の座標成分の大きさ（絶対値）が限界範囲を超えているか否かについての判定処理である。|X2|>X_LIMITまたは|Y2|>Y_LIMITを満たしている場合、つまり、駆動目標位置(X2,Y2)が可動範囲を逸脱していると判定された場合、Ｓ１１１に進む。また、駆動目標位置(X2,Y2)が可動範囲内であると判定された場合、Ｓ１０８の処理に進む。
Ｓ１０８では、変数Move_CountがCOUNT_ENDと比較される。変数Move_Countの値がCOUNT_ENDの示す値と一致しない場合、補正光学系１２１の位置が、図５（Ａ）のフレーミング調整後の座標(X1,Y1)に到達していない状態である。よって、Ｓ１０９に進んで、次回の処理でもフレーミング調整動作が継続される。一方、変数Move_Countの値がCOUNT_ENDの示す値と一致した場合には、補正光学系１２１の位置が、図５（Ａ）のフレーミング調整後の座標(X1,Y1)に到達した状態であり、Ｓ１１２に進む。
Ｓ１０９では、現在の駆動目標位置(X2,Y2)を変数(X_backup,Y_backup)に保存する処理が行われる。次のＳ１１０では、X2を減算器１０６に設定し、Y2を減算器１１３に設定する処理が行われる。これにより補正光学系１２１の位置座標が(X2,Y2)となるようにモータ１１０と１１７の駆動制御が行われる。Ｓ１１０の後、図４の処理は終了となる。
Ｓ１０７からＳ１１１に進んだ場合、Ｓ１０３またはＳ１０９でメモリに一時記憶しておいた(X_backup,Y_backup)の値を駆動目標位置(X2,Y2)に対して代入する処理が行われる。すなわち、これは補正光学系１２１を現在の位置に保持し、可動範囲外に出ないようにするためである。図５（Ｂ）に示すように、フレーミング調整前の補正光学系１２１の位置(X0,Y0)が可動限界に近いために、調整後の座標(X1,Y1)が、可動範囲の外側になってしまう場合、補正光学系１２１の位置を可動範囲内に留める必要がある。Ｓ１０７とＳ１１１の処理は、そのためのリミッタとして機能する。
Ｓ１１１の処理後、またはＳ１０８でＹＥＳと判定された場合、Ｓ１１２に進み、初期位置（X0,Y0）の座標が更新される。Ｓ１１２およびＳ１１３の処理は、フレーミング調整動作を終了し、再びフレーミング調整が行われるようにするための準備処理である。Ｓ１１２では、次回にＳ１０３の処理が行われるときのために、フレーミング調整終了時における補正光学系１２１の位置座標(X2,Y2)の値が、(X0,Y0)に代入される。Ｓ１１３でMOVE_FLAGのリセット処理が行われ、Ｓ１１０の処理に進んだ後、図４の処理は終了する。
【００２０】
以上、第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
フレーミング調整中の補正光学系１２１の駆動は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向ともに定速駆動である。モータ１１０の速度に対するモータ１１７の速度比、つまり、「(L×sinθ/COUNT_END)÷(L×cosθ/COUNT_END)＝tanθ」が一定に制御される。そしてＸ軸方向およびＹ軸方向における駆動開始時刻と駆動終了時刻が一致する。そのため、フレーミング調整の駆動中に補正光学系１２１の動き、すなわち撮影映像の動きが非線形にならず、移動方向が途中で変わらないので直線的な動きとなる。よって、フレーミング調整の指示方向と各モータの駆動方向とが一致していない場合でも、指示された方向に沿って撮影範囲が移動するので、不自然な画面移動は起こらない。また、フレーミング調整の駆動中に補正光学系１２１の位置が、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のいずれか一方で可動限界に達した場合、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に係るモータの駆動が停止する。これによって、補正光学系１２１の動き、すなわち撮影映像の動きが直線的な動きになることが保証される。フレーミング途中で撮影範囲の移動方向が変わらないので、自然な画面移動を実現できる。
なお、本実施形態では図３（Ａ）に示す方向指示操作部１０３にタッチパネルを使用した例を説明したが、以下に示す変形例でも同様の効果を得ることができる。
【００２１】
図２（Ｂ）は、補正光学系１２１、モータ１１０および１１７の配置例を示す。円形で示す補正光学系１２１は、その外側の八角形で示すフレーム２０１により保持されている。フレーム２０１にはモータ１１０および１１７が取り付けられており、モータ１１０は、Ｘ軸方向に補正光学系１２１を駆動し、モータ１１７はＹ軸方向に補正光学系１２１を駆動する。図２（Ｂ）でのＸＹ平面は、撮像光学系１２０の光軸と垂直な平面である。図２（Ａ）の例ではモータ１１０がフレーム２００の右側に配置され、モータ１１７がフレーム２００の下側に配置されているため、全体の重心が右側に偏っている。一方、図２（Ｂ）の例では、フレーム２００に対してモータ１１０および１１７が左右対称的に配置されているので、重心の偏りがなく、制御性に優れている。
【００２２】
図３（Ｂ）は、方向指示操作部１０３の別例を示し、十字キーによって構成される。フレーミング調整モードにて、ユーザは十字キーの操作部３１０乃至３１３に示す方向へのフレーミング調整を装置に指示する。十字キーの指示方向と、モータ１１０の駆動方向（Ｘ軸方向）およびモータ１１７の駆動方向（Ｙ軸方向）は異なる。本例では、操作部３１０と３１２が図２（Ｂ）の上下方向にそれぞれ対応し、操作部３１３と３１１が図２（Ｂ）の左右方向にそれぞれ対応している。Ｘ軸方向は右斜め下方に延びる方向であり、Ｙ軸方向は右斜め上方に延びる方向である。このように、方向指示操作部１０３が十字キーの場合でも、操作方向と補正光学系１２１を駆動する２つのモータの駆動方向が一致するとは限らない。つまり、フレーミング調整の指示方向が、モータ駆動に係る第１の駆動方向および第２の駆動方向のいずれにも一致しない。この場合でも、図４で説明した処理を行うことにより、フレーミング途中で撮影範囲の移動方向が変わらない自然な画面移動を実現できる。
【００２３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態では、フレーミング調整モードにて、ユーザがズーム操作部１２９を操作した場合の動作について説明する。
撮像光学系１２０が撮像素子１２２の撮像面上に形成する有効像円径は、一般的にズーム倍率によって変化する。補正光学系１２１の可動範囲は、有効像円径の大きさによって決まり、有効像円径が大きいほど補正光学系１２１を大きく動かすことができる。図６は、撮像装置１００の撮像倍率を示すズーム倍率と補正光学系１２１の可動範囲との関係を例示する。縦軸に示す「Y00」はズーム倍率が倍率１の場合に対応する可動範囲の大きさを表す。また、「LIMIT_TELE」はズーム倍率が最大となる望遠端での可動範囲の大きさを表し、「LIMIT_WIDE」は広角端での可動範囲の大きさを表す。
【００２４】
図６の例では、補正光学系１２１の可動範囲の大きさが広角側にいくにつれて小さな値（最小LIMIT_WIDE参照）となり、また望遠側では大きい値（最大LIMIT_TELE参照）となる。補正光学系１２１の構成が図２（Ａ）と同様であるとし、モータ１１０の駆動方向をＸ軸方向とし、モータ１１７の駆動方向をＹ軸方向とした場合、図７（Ａ）に補正光学系１２１の可動範囲を座標平面上に示す。ズーム倍率が最大倍率であって、かつ補正光学系１２１が図７（Ａ）の座標（X00,Y00）の位置にある状態で、広角側にズーム倍率が変更された場合、以下に示す問題が生じる。
ズーム操作部１２９を用いたユーザ操作に従ってズーム倍率が広角側に変更されると、図６のグラフに示したように補正光学系１２１の可動範囲が小さくなる。よって、ズーム倍率が小さくなるに従って、補正光学系１２１の位置を初期位置（X00,Y00）から可動範囲内に移動させる必要がある。このときＸ軸方向の駆動用モータ１１０と、Ｙ軸方向の駆動用モータ１１７を独立に制御すると、以下に説明するような動きとなる。ズーム倍率を最大倍率から広角側に変更する場合、例えば、図６に示した倍率１となるズーム位置までの間、可動範囲が狭まる。これに伴い、補正光学系１２１の初期位置（X00,Y00）に対して、Ｘ軸方向での位置は可動範囲を外れるが、Ｙ軸方向での位置は可動範囲を外れない。よって、補正光学系１２１の位置を可動範囲内に制御するためには、Ｘ軸方向の駆動用モータ１１０のみを駆動すればよい。このとき補正光学系１２１の位置は、倍率１のズーム位置では図７（Ｂ）の座標(X01,Y01)に移動する。Ｙ軸方向の駆動は行われないため、Y01=Y00である。補正光学系１２１の可動範囲を正方形とした場合、ズーム倍率を図６に示す倍率１から更に広角側に変更していくと、図７（Ｂ）の位置(X01,Y01)は、ＸＹの両軸ともに可動範囲を外れた位置となる。よって、補正光学系１２１の位置を常に可動範囲内に制御するためには、Ｘ軸方向の駆動用モータ１１０とＹ軸方向の駆動用モータ１１７の両方を駆動する必要がある。最終的に補正光学系１２１の位置は、広角端では図７（Ｂ）の座標(X02,Y02)に移動する。
Ｘ軸方向の駆動用モータ１１０とＹ軸方向の駆動用モータ１１７を独立に制御した場合、ズーム動作時に、補正光学系１２１の位置が図７（Ｂ）にて(X00,Y00)から（X01,Y01)、(X02,Y02)へと折れ線状に移動することになる。これでは、補正光学系１２１の移動方向、すなわち撮影映像の動きがズーム動作中に不自然に変更されるので、ユーザに違和感を与えるおそれがある。
【００２５】
図８は、この問題を解消するために駆動量算出部１０５が行う処理の流れを示したフローチャートであり、本処理はフレーミング調整モード時に所定の時間間隔で繰り返し実行される。
Ｓ２００は、ズーム動作中であることを示すフラグ（ZOOM_FLAGと記す）がセットされているか否かの判定処理である。ZOOM_FLAGがセットされていない場合、Ｓ２０１に進み、ZOOM_FLAGがセットされている場合、Ｓ２０５に進む。
Ｓ２０１では、ズーム操作部１２９に対するユーザの操作指示をシステム制御部１０４が判定し、ズーム操作が開始されたか否かを示す情報を駆動量算出部１０５に送る。Ｓ２０１でズーム操作部１２９に対するユーザの操作指示がないと判定された場合、処理は終了となる。またＳ２０１でズーム操作部１２９に対するユーザの操作指示があると判定された場合、Ｓ２０２の処理に進み、補正光学系１２１の駆動方向が算出される。例えば、ズーム動作中に補正光学系１２１の可動範囲が変化する場合、補正光学系１２１の位置を可動範囲内に移動する際の駆動方向が算出される。この算出方法について、図６および図７（Ｃ）を用いて説明する。本例では、図６に示すグラフに従ってズーム倍率が望遠端の値から広角側の値に変更されるものとする。Ｘ軸およびＹ軸の定義や可動限界LIMIT_TELE、LIMIT_WIDEについては、図７（Ａ）および（Ｂ）と同様であるため説明を省略する。Ｓ２０２の処理が行われたときのズーム倍率を図６に示す最大倍率とし、このときの補正光学系１２１の位置座標を(X_INIT,Y_INIT)とする。補正光学系１２１の駆動方向をφ[単位:deg]とすると、その算出式は下式の通りである。
【数２】
0005455961.tif 000003
上式中のarctan()は逆正接関数を表す。φの値は、図７（Ｃ）に示すように、ズーム動作の開始時における補正光学系１２１の座標(X_INIT,Y_INIT)と、補正光学系１２１の可動中心Ｏ(0,0)とを結ぶ線分がＸ軸に対してなす角度に相当する。
Ｓ２０２の後でＳ２０３に進み、ズーム動作中であることを示すフラグZOOM_FLAGがセットされ、Ｓ２０４に進む。Ｓ２０４では、後述する変数X_NEXT1、X_NEXT2に現時点での補正光学系１２１のＸ軸座標を代入する処理が行われる。同様に変数Y_NEXT1、Y_NEXT2には現時点での補正光学系１２１のＹ軸座標を代入する処理が行われ、図８の処理は終了となる。Ｓ２０３でZOOM_FLAGがセットされた後、次回に図８のフローチャートの処理が実行されたときには、Ｓ２００からＳ２０５に進む。
【００２６】
図７（Ｃ）にて補正光学系１２１の現時点での位置座標を(X_ZOOM,Y_ZOOM)とし、このときのズーム位置における可動範囲の境界を示す可動限界をLIMIT_ZOOM（>0）とする。なお、説明を簡単にするため、座標平面上での可動範囲を正方形とする。Ｓ２０５およびＳ２０８では、現時点の位置座標が可動限界LIMIT_ZOOMを超えているか否かが判定される。Ｓ２０５でX_ZOOMの絶対値がLIMIT_ZOOMよりも大きいと判定された場合、つまり補正光学系１２１の位置がＸ軸方向での可動範囲を超えていると判定された場合には、Ｓ２０６に進む。また、X_ZOOMの絶対値がLIMIT_ZOOM以下であると判定された場合、Ｓ２０８に進む。
Ｓ２０６では、補正光学系１２１の位置がＸ軸方向での可動範囲内となるＸ軸方向の座標が算出され、変数X_NEXT1に代入される。具体的には、X_ZOOM>0のとき、X_NEXT1 = LIMIT_ZOOMとなり、X_ZOOM<0のとき、X_NEXT1 = -LIMIT_ZOOMとなる。次のＳ２０７では、補正光学系１２１のＸ軸方向の位置をＳ２０６で算出した位置に移動する際、Ｓ２０２で算出したφの方向に補正光学系１２１の位置を移動させるために、Ｙ軸方向の座標が算出され、変数Y_NEXT1に代入される。算出式は下式の通りである。
【数３】
0005455961.tif 000004
Ｓ２０７の後、Ｓ２０８に進み、Y_ZOOMの絶対値がLIMIT_ZOOMと比較される。Y_ZOOMの絶対値がLIMIT_ZOOMよりも大きいと判定された場合、つまり補正光学系１２１の位置がＹ軸方向での可動範囲を超えていると判定された場合には、Ｓ２０９の処理に進む。また、Y_ZOOMの絶対値がLIMIT_ZOOM以下であると判定された場合、Ｓ２１１に進む。
【００２７】
Ｓ２０９では、補正光学系１２１の位置がＹ軸方向にて可動範囲内となるようにＹ軸方向の座標が算出され、変数Y_NEXT2に代入される。具体的には、Y_ZOOM>0のとき、Y_NEXT2 = LIMIT_ZOOMとなり、Y_ZOOM<0のとき、Y_NEXT2 = -LIMIT_ZOOMとなる。次のＳ２１０では、補正光学系１２１のＹ軸方向の位置をＳ２０９で算出した位置に移動する際、Ｓ２０２で算出したφ方向に補正光学系１２１の位置を移動させるために、Ｘ軸方向の座標が算出され、変数X_NEXT2に代入される。算出式は下式の通りである。
【数４】
0005455961.tif 000005
Ｓ２１０の後でＳ２１１へ、そしてＳ２１２の処理に進む。Ｓ２１１およびＳ２１２の処理は、補正光学系１２１の位置を可動範囲内に移動させるための移動先の座標(X_NEXT,Y_NEXT)を算出する処理である。Ｓ２１１は、X_NEXT1の絶対値とX_NEXT2の絶対値を比較し、小さい方をX_NEXTに代入する処理である。つまり、｜X_NEXT1｜＜|X_NEXT2|であれば、X_NEXT=X_NEXT1であり、｜X_NEXT1｜≧|X_NEXT2|であれば、X_NEXT=X_NEXT2である。次のＳ２１２は、Y_NEXT1の絶対値とY_NEXT2の絶対値を比較し、小さい方をY_NEXTに代入する処理である。つまり、｜Y_NEXT1｜＜|Y_NEXT2|であれば、Y_NEXT=Y_NEXT1であり、｜Y_NEXT1｜≧|Y_NEXT2|であれば、Y_NEXT=Y_NEXT2である。
【００２８】
Ｓ２１３では、X_NEXTの値を減算器１０６に送信し、Y_NEXTの値を減算器１１３に送信することにより、補正光学系１２１の駆動目標位置が(X_NEXT,Y_NEXT)に設定される。Ｓ２１１乃至Ｓ２１３の処理により、ズーム動作中に補正光学系１２１の可動範囲が小さくなる場合でも、補正光学系１２１の位置は、図７（Ｃ）の座標(X_INIT,Y_INIT)と原点Ｏを結ぶ、角度φの線分（破線参照）上を移動することとなる。座標（X_END,Y_END）は最終位置を示し、角度φの線分上にある。
Ｓ２０５でX_ZOOMの絶対値がLIMIT_ZOOM以下と判定され、Ｓ２０８でY_ZOOMの絶対値がLIMIT_ZOOM以下と判定された場合、変数X_NEXT1、X_NEXT2、Y_NEXT1、Y_NEXT2に変更はない。これらの変数の値は、いずれもＳ２０４で設定された値のままである。よって、Ｓ２１１、Ｓ２１２の処理において、(X_NEXT,Y_NEXT)=(X_INIT,Y_INIT)となり、補正光学系１２１の位置は変化しない。
【００２９】
Ｓ２１３の後でＳ２１４に進み、ズーム操作部１２９に対するユーザ操作が終了したか否かについて判定される。ズーム操作部１２９に対するユーザ操作が終了していないと判定された場合、処理は終了となる。またＳ２１４でズーム操作部１２９に対するユーザ操作が終了したと判定された場合、Ｓ２１５の処理に進む。Ｓ２１５では、ズーム動作中であることを示すフラグZOOM_FLAGがリセットされた後、図８の処理が終了する。
第２実施形態によれば、フレーミング調整モードにて、ズーム動作に伴って補正光学系１２１の位置が可動範囲から逸脱してしまうおそれがある場合、当該位置が補正光学系１２１の可動中心に向かって移動するように座標計算が行われる。ズーム動作の途中で補正光学系１２１の移動方向、すなわち撮影範囲の移動方向が変わらず、指定通りに一定の方向となる。よって、撮影映像が直線的な動きとなり、自然な画面移動を実現できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、補正光学系１２１として補正レンズを光軸方向と直交する方向に移動させる実施形態に限らず、撮像素子１２２を撮像光学系の光軸方向と直交する方向に移動させる実施形態にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  撮像装置
１０１  制御部
１０３  方向指示操作部
１１０  モータ（第１の駆動手段）
１１７  モータ（第２の駆動手段）
１２１  補正光学系
１２２  撮像素子
１２９  ズーム操作部
【図１】
0005455961.tif 000006
【図２】
0005455961.tif 000007
【図３】
0005455961.tif 000008
【図４】
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【図５】
0005455961.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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